万博在线登录注册 總氮(TN)控制過程中變量的探討!

2021-07-02  來自: 万博在线登录注册 瀏覽次數:96

目前國內對于總氮指標控制非常嚴格,在實際運行中總氮的控制也相對滯后,在線硝態氮儀表還沒有普及,往往出現出水 TN 升高 ,大量投加 碳源 ,但出水TN仍然上升,甚至 COD 還會出現波動,而在幾個小時或者十幾個小時后,出水TN開始大幅下降,遠遠低于 排放標準 ,這不僅導致了總氮指標的不穩定性,而且外加碳源浪費,今天咱們就探討總氮控制過程中,重要的控制變量:內循環回 流量 和外碳源類型。

一、內循環回流量

通過內循環將 好氧 段產生的硝態氮回流到 缺氧 區,反硝化才能順利進行,過高或過低的回流量都會造成不利影響,過低的回流量會導致好氧段產生的硝態氮不能及時回流到缺氧區,同時缺氧區的反硝化潛力發揮不出來,而外加的碳源由于沒有硝態氮而進入好氧區,即浪費了碳源,又會消耗了 溶解氧 ,人為提高了系統的負荷;過高的回流量會導致大量的溶解氧帶到缺氧區,破壞缺氧區環境。

污水 系統運行過程中,有兩種總氮控制思路,分別做介紹:

1、低內循環量,低缺氧區出水TN

根據理論脫氮率確定出低內循環量,執行低的內循環量,外加碳源后,確保缺氧區出水的硝態氮在1-2mg/L,此時由于內循環量不高,此時缺氧區出水的TN在15mg/L左右,在好氧段和 二沉池 會有一部分同化或反硝化去除效果,保證出水TN小于15mg/L。

2、高內循環量,高缺氧區出水TN

根據理論脫氮率確定出內循環量,執行內循環量+1,比如計算出內循環量為200%,即執行300%,外加碳源后,確保缺氧區出水的硝態氮在7-8mg/L,缺氧區出水的TN在15mg/L以內,好氧區的硝態氮在8-12mg/L,確保出水的TN在15mg/L以內。

咱們對比一下這兩種方式,第一種運行方式適合進水水質相對穩定,波動小,同樣的缺氧區池容的情況下,缺氧區的實際水力停留時間相對于第二種模式要長,因此對于一些反硝化速率低的碳源也會有比較好的效果,比如葡萄糖類的碳源,該方式的優點是盡可能的降低了好氧區的溶解氧對于缺氧段的環境的破壞,會降低碳源的額外消耗,咱們簡單舉例,比如內回流增加100%,好氧段DO控制在3mg/L,以葡萄糖為例,1kg固體葡萄糖消耗0.44kg氧,相當于額外增加了1.5mg/L的TN,這1.5是3除以0.44折算出葡萄糖的量再除以4.66,需要額外投加7mg/L的固體葡萄糖。該方式的缺點是當進水波動的時候,特別是進水TN大幅上升的時候,由于內回流量不足,好氧回流的硝態氮不足,雖然缺氧區出水硝態氮仍然控制在1-2mg/L,但TN會超過15mg/L,會出現出水TN的波動,因此這種方式雖然非常節省碳源,但并不適用于進水波動大的水質。

第二種運行方式適合進水水質波動大的情況,通過大比例的內回流量,將好氧段的硝態氮盡可能回流到缺氧段,缺氧區硝態氮的控制在7-8mg/L,好氧段的硝態氮控制在8-12mg/L左右,這種控制方式會大程度的減少了進水波動帶來的不利影響,由于內循環量比較大,會導致缺氧段的實際水力停留時間大幅下降,比如以常規的缺氧區4小時的名義停留時間來看,當內循環量在300%, 外回流 量在100%,缺氧區的實際停留時間在4/(1+3+1)=0.8小時,從前面咱們看到的反硝化速率來看,葡萄糖類的碳源由于反硝化速率慢,會導致在缺氧段不能完全反應,其他類碳源相對要好些,但也會造成一部分碳源進入好氧段,這也說明了為什么碳源投加到缺氧段,第一種方式可以實現缺氧區出水硝態氮在1-2mg/L,而第二種方式只能實現出水硝態氮在7-8mg/L,因此第二種方式實現了穩定達標而犧牲了碳源投加成本。

二、外碳源類型

當進水碳源明顯不足時,必1須外加碳源,碳源的選型非常重要,除小規模系統使用固體碳源外,目前絕大部分都在使用液體碳源,液體碳源不僅節省溶藥投資成本和人工成本,而且濃度均一,不存在濃度波動。常用的液體碳源有乙酸鈉、葡萄糖、新型碳源,少數地方會選擇甲醇、乙酸。

液體乙酸鈉: COD當量 在20萬左右(乙酸鈉的有效量在25%),含量繼續升高的情況下,會出現結晶現象。

液體葡萄糖:以食品級為主,COD 當量 在60萬左右,(單糖有效含量85%以上)

新型碳源:COD當量20萬-40萬之間,以小分子醇類、酸類復配。

生物質碳源:COD當量100萬左右,含有較多大分子物質。

四種類型碳源各有優劣勢:

反硝化速率:新型碳源≥乙酸鈉>液體葡萄糖或生物質碳源

污泥 產量:液體葡萄糖或生物質碳源≥乙酸鈉>新型碳源

性價比:新型碳源>液體葡萄糖或生物質碳源>乙酸鈉

在安全性有保障的情況下,應優先選擇甲醇、乙酸,常用的碳源類型中,醇類產泥量小,其次是酸類,再次是糖類或生物質碳源類。

具體到 項目 上: 活性污泥法 工藝 、低負荷系統,需要良好的污泥活性可以考慮使用葡萄糖類,反硝化濾池工藝應優先選擇新型碳源、乙酸鈉類, 活性污泥 法工藝、常規負荷系統可以考慮選擇新型碳源類,反硝化速率快,產泥量少。


關鍵詞: 總氮 (TN)

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